Java 反射现代实践指南（JDK 11+ / 17+ 适用）

下面是一篇基于最新 JDK 实践，内容涵盖：概念 → 基本 API → JDK 9+ 变化 → 安全与性能 → 最佳实践，并附示例代码。

Java 反射现代实践指南（JDK 11+ / 17+ 适用）

1. 什么是反射？

反射（Reflection） 是 Java 提供的一种机制，允许程序在运行时动态地：

• 检查类的结构（字段、方法、构造器、注解等）
• 访问和修改对象属性
• 调用方法
• 创建实例

它打破了编译期的静态类型限制，使框架（如 Spring、MyBatis）能够实现依赖注入、ORM 映射等功能。

2. 反射的核心 API

反射主要位于 java.lang.reflect 包，核心类包括：

• Class<T>：类型元信息入口
• Field：字段
• Method：方法
• Constructor<T>：构造器

2.1 获取 Class 对象

Class<?> clazz1 = String.class;
Class<?> clazz2 = "Hello".getClass();
Class<?> clazz3 = Class.forName("java.lang.String");

2.2 创建实例（现代写法）

推荐：

MyClass obj = MyClass.class.getDeclaredConstructor().newInstance();

原因：

• 支持异常细分（ReflectiveOperationException）
• 与模块化访问控制兼容

2.3 访问字段

Field f = MyClass.class.getDeclaredField("name");
f.setAccessible(true); // 破私有（需注意模块限制）
f.set(obj, "Ocean");
System.out.println(f.get(obj));

2.4 调用方法

Method m = MyClass.class.getDeclaredMethod("sayHello", String.class);
m.setAccessible(true);
String result = (String) m.invoke(obj, "World");
System.out.println(result);

3. JDK 9+ 模块化带来的变化

3.1 强封装（JEP 261 & JEP 403）

• JDK 9 引入模块系统，非导出包的反射访问会报 IllegalAccessException。
• JDK 17 起（JEP 403），JDK 内部 API 强封装，不能随意反射访问。

3.2 如何解决？

• 启动参数添加 --add-opens：

java --add-opens java.base/java.lang=ALL-UNNAMED ...

• 或在 module-info.java 中显式 opens。

4. 性能与安全

• 性能开销：反射调用比直接调用慢 10~20 倍（JIT 优化后仍有差距）。

• 安全风险：setAccessible(true) 绕过封装，可能破坏模块边界。

• 最佳实践：

  • 避免在高频路径使用反射。
  • 可用 MethodHandle（Java 7+）或 VarHandle（Java 9+）替代，性能更好。

5. 现代最佳实践清单

实例化

clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();

跨模块访问

• 使用 --add-opens 或 module-info.java 的 opens。

性能敏感场景

• 优先 MethodHandle：

MethodHandles.Lookup lookup = MethodHandles.lookup();
MethodHandle mh = lookup.findVirtual(MyClass.class, "sayHello",
    MethodType.methodType(String.class, String.class));
String result = (String) mh.invoke(obj, "World");

避免滥用反射

• 能用接口/多态解决的，不要用反射。

6. 实战示例：动态调用方法

public class ReflectionDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> clazz = Class.forName("com.example.MyClass");
        Object obj = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();

        Method m = clazz.getDeclaredMethod("sayHello", String.class);
        m.setAccessible(true);
        String result = (String) m.invoke(obj, "Ocean");
        System.out.println(result);
    }
}

7. 延伸阅读

• Oracle 官方反射教程
• JEP 261: Java Platform Module System
• JEP 403: Strongly Encapsulate JDK Internals